天然產(chǎn)物化學(xué)的發(fā)展史與發(fā)展動(dòng)向

天然產(chǎn)物化學(xué)南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院朱金麗

第一章緒論

1．天然產(chǎn)物化學(xué)的研究?jī)?nèi)容

2．天然產(chǎn)物的生物合成3.天然產(chǎn)物化學(xué)的發(fā)展史4.天然產(chǎn)物化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向

在化學(xué)學(xué)科內(nèi)，天然產(chǎn)物專指由動(dòng)物、植物及海洋生物和微生物體內(nèi)分離出來(lái)的生物二次代謝產(chǎn)物及生物體內(nèi)源性生理活性化合物。是由各種化學(xué)成分所組成的復(fù)雜體系。一、天然產(chǎn)物化學(xué)的研究?jī)?nèi)容廣義地講，自然界的所有物質(zhì)都稱為天然產(chǎn)物。金雞納奎寧天然產(chǎn)物有效成分天然產(chǎn)物有效成分有效成分（activecompound）:在藥理和生物學(xué)角度來(lái)看是指有生物活性的物質(zhì)，這種物質(zhì)在化學(xué)上能用分子式和結(jié)構(gòu)式來(lái)表示，并具有一定的物理常數(shù)。在食品領(lǐng)域中，有效成分的范疇可擴(kuò)展到除生物活性成分、功效成分之外，如：營(yíng)養(yǎng)成分、天然食品添加劑成分等。天然產(chǎn)物化學(xué)

天然產(chǎn)物化學(xué)：是以各類生物為研究對(duì)象，以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，以化學(xué)和物理方法為手段，研究生物二次代謝產(chǎn)物的提取、分離、結(jié)構(gòu)、功能、生物合成、化學(xué)合成與修飾及其用途的一門(mén)科學(xué)，是生物資源開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ)研究。一次代謝與二次代謝

一次代謝：植物、昆蟲(chóng)或微生物體內(nèi)的生物細(xì)胞通過(guò)光合作用、碳水化合物代謝和檸檬酸代謝，生成生物體生存繁殖所必須的化合物，如糖類、氨基酸、脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（如多糖類、蛋白質(zhì)、酯類、DNA、RNA）等的代謝過(guò)程，這些化合物稱為一次代謝產(chǎn)物。

二次代謝：從某些一次代謝產(chǎn)物作為起始原料，通過(guò)一系列特殊生物化學(xué)反應(yīng)生成表面上看來(lái)似乎對(duì)生物本身無(wú)用的化合物，如萜類、甾體、生物堿、多酚類等，這些二次代謝產(chǎn)物就是人們熟知的天然產(chǎn)物。二、天然產(chǎn)物的生物合成大自然是一個(gè)天然藥庫(kù)來(lái)自植物的,如阿片、人參、大黃等;大自然是一個(gè)天然藥庫(kù)來(lái)自動(dòng)物的,如牛黃、鹿茸、蟾酥、海馬等;

大自然是一個(gè)天然藥庫(kù)來(lái)自人類的,如紫河車等;（補(bǔ)氣，養(yǎng)血，益精）大自然是一一個(gè)天然藥藥庫(kù)來(lái)自礦物的的,如石膏、朱朱砂、雄黃黃等。雄黃三硫化二砷砷：敗毒抗癌、、祛痰鎮(zhèn)驚驚、殺蟲(chóng)療療瘡、消炎炎退腫。解肌清熱，，除煩止渴渴清熱瀉火、、消腫止痛痛丹藥：用于于心神不寧寧心悸失眠眠鎮(zhèn)驚安神神三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史斷腸草見(jiàn)血封喉,毒箭木三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史鴆夾竹桃鶴頂紅鶴頂紅,三氧化二砷，，也就是著名的的砒霜?！苞Q頂紅”不過(guò)是古時(shí)候候?qū)ε囊灰粋€(gè)隱晦的說(shuō)說(shuō)法而已。砷砷進(jìn)入人體后后，會(huì)和蛋白白質(zhì)的硫基結(jié)結(jié)合，使蛋白白質(zhì)變性失去去活性。三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史海鮮+維生素C=砒霜?銀針驗(yàn)毒三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史在19世紀(jì)以前，制制藥的手段比比較原始。據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)記記載，從天然然藥物中分離離其中所含的的有機(jī)化學(xué)成分分，始于1769年瑞典化學(xué)家舍舍勒從酒石分分離出酒石酸酸、苯甲酸（（1775）、乳酸酸（1785）、沒(méi)食子子酸（1786）等有機(jī)機(jī)酸類物質(zhì)。。三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史但古代中國(guó)早早在這之前就就有了明確的的記載。明代李延的《醫(yī)學(xué)入門(mén)》（1575）中記載了用用發(fā)酵法從五五倍子中得到到?jīng)]食子酸的的過(guò)程。書(shū)中中謂“五倍子粗粉，，并礬、曲和和勻，如作酒酒曲樣，入瓷瓷器遮不見(jiàn)風(fēng)風(fēng)，侯生白取出?！薄侗静菥V目》（1596）卷39中則有“看藥上長(zhǎng)起長(zhǎng)長(zhǎng)霜，則藥已已成矣”的記載。這里里的“生白”、“長(zhǎng)霜”均為沒(méi)食子酸酸生成之意，，是世界上最最早制得的有有機(jī)酸，比舍舍勒的發(fā)明早早了二百年。三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史樟腦的記載在在中國(guó)最早見(jiàn)見(jiàn)于1711年洪遵著的《集驗(yàn)方》一書(shū)，后由馬馬可波羅傳至至西方?！侗静菥V目》卷34下詳盡記載了了用升華法等等制備、純化化樟腦的過(guò)程程。歐洲直至至18世紀(jì)下半葉才才提出了樟腦腦的純品。醫(yī)藥化學(xué)源于于中國(guó).不含萘和對(duì)二二氯苯，安全全、高效、對(duì)對(duì)人體無(wú)毒無(wú)無(wú)害80%六分之一三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史從藥用動(dòng)植物物中提取活性成分則始于19世紀(jì)。第一個(gè)個(gè)被提取的成成分是嗎啡堿堿（一種異喹喹啉生物），，于1805年由法國(guó)化學(xué)學(xué)家F·澤爾蒂納自鴉鴉片中提取。。嗎啡罌粟結(jié)構(gòu)改造含量、毒性天然藥物占臨臨床使用藥物物的50%來(lái)源于高等植植物的約25%。天然產(chǎn)物藥物物療效高，副副作用小，天天然產(chǎn)物始終終是醫(yī)藥行業(yè)業(yè)中新藥的主主要來(lái)源之一一。三、天天然產(chǎn)產(chǎn)物研研究的的發(fā)展展史三、天天然產(chǎn)產(chǎn)物研研究的的發(fā)展展史此后的的數(shù)十十年間間發(fā)掘掘了大大量民民間藥藥中的的活性性成分分，如如土根根堿、、奎寧寧（1820）、辛辛可寧寧、番番木鱉鱉堿、、咖啡啡因、、阿托托品毛毛地黃黃強(qiáng)心心苷、、毒毛毛旋花花苷、、蟾蜍蜍等，，以生生物堿堿居多多，都都具有有顯著著的生生理活活性，，可以以代表表其原原生藥藥，多多數(shù)至至今仍仍用作作藥物物。但但當(dāng)時(shí)時(shí)只能能利用用分餾餾和重重結(jié)晶晶來(lái)純純化單單體成成分。。三、天天然產(chǎn)產(chǎn)物研研究的的發(fā)展展史20世紀(jì)50年代先后后自印度度蘿芙木木中獲得得降壓活活性成分分利血平平，以及及從降血血糖藥長(zhǎng)長(zhǎng)春花中中獲得抗抗癌活性性成分春春花堿，，成為兩兩個(gè)很有有價(jià)值的的藥物，，引起了了各方的的重視。。1960年左右開(kāi)開(kāi)始了對(duì)對(duì)海洋天天然產(chǎn)物物的研究究。如：：從被囊囊類動(dòng)物物中分離離得到的的具有細(xì)細(xì)胞毒活活性的吲吲哚生物物堿；從從一些海海綿中分分離的具具有抗白白血病的的雙吲哚哚物質(zhì)。。天然藥物物化學(xué)的的發(fā)展有有兩個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)其一是1930年前后，，由于微微量元素素分析法法的導(dǎo)入入，試料料量降至至毫克水水平，推推進(jìn)了天天然成分分的分析析工作。。其二是1960年代前后后，各種種層析方方法的興興起，使使微量天天然新成成分的分分離純化化簡(jiǎn)便易易行。同同時(shí)紅外外光譜、、核磁共共振、質(zhì)質(zhì)譜等新新技術(shù)問(wèn)問(wèn)世，結(jié)結(jié)構(gòu)研究究工作趨趨向微量量，快速速和準(zhǔn)確確。新技技術(shù)的興興起使研研究天然然產(chǎn)物化化學(xué)成分分的周期期大大縮縮短。過(guò)去，一一個(gè)天然然化合物物從天然然藥物中中分離、、純化、、到確定定結(jié)構(gòu)、、人工合合成需要要很長(zhǎng)時(shí)時(shí)間。嗎啡（morphine），1805年發(fā)現(xiàn)、、1925年提出正正確結(jié)構(gòu)構(gòu)，1952年人工合合成，花花了約150年時(shí)間。。而利血血平（reserpine）從發(fā)現(xiàn)現(xiàn)、確定定結(jié)構(gòu)，，到人工工合成，，只用了了幾年的的時(shí)間（（1952-1956）。三、天然然產(chǎn)物研研究的發(fā)發(fā)展史20世紀(jì)80年代以來(lái)，由由于分子子生物技技術(shù)的迅迅猛發(fā)展展，為有有效成分分的提取取和功能能研究提提供了新新方法。。如細(xì)胞培養(yǎng)養(yǎng)、轉(zhuǎn)基基因器官官培養(yǎng)和和反義技技術(shù)等。三、天然然產(chǎn)物研研究的發(fā)發(fā)展史四、研究究天然產(chǎn)產(chǎn)物的一一般方法法和程序序天然藥物物有效成成分的提提取，常常見(jiàn)的提提取方法法有：溶溶劑法、、水汽蒸蒸餾法、、分餾法法、吸附附法、沉沉淀法、、鹽析法法、透析析法、升升華法等等。天然產(chǎn)物物有效成成分的分分離和純純化天然產(chǎn)物物有效成成分的分分子結(jié)構(gòu)構(gòu)鑒定天然產(chǎn)物物有效成成分毒理理學(xué)、藥藥效學(xué)評(píng)評(píng)價(jià)。研究天然然產(chǎn)物化化學(xué)的意意義研究天然然產(chǎn)物化化學(xué)有助助于人類類從分子層面面全面了解解和認(rèn)識(shí)識(shí)天然產(chǎn)產(chǎn)物，從從而通過(guò)過(guò)人工培養(yǎng)養(yǎng)或人工合成成的方式定定向獲得得大批量量的目標(biāo)標(biāo)產(chǎn)物并并造福人人類。研究天然然產(chǎn)物化化學(xué)的意意義這些目標(biāo)標(biāo)產(chǎn)物可可能是藥物，用于幫幫助人類類與疾病病作斗爭(zhēng)爭(zhēng)，保障障人類的的健康，，提高人人類的生生存質(zhì)量量；也可可能是有有特種功能能的物質(zhì)質(zhì)，對(duì)人類類生活提提供方便便；也為為我們更更好地認(rèn)認(rèn)識(shí)自然然和利用用自然，，提供了了一個(gè)渠渠道。21世紀(jì)的今今天，人人們已經(jīng)經(jīng)充分認(rèn)認(rèn)識(shí)到天然產(chǎn)物物及其改改性產(chǎn)物物所具有有的獨(dú)特特性質(zhì)與與功效是人類社社會(huì)可持持續(xù)發(fā)展展的根本本保證。。研究天然然產(chǎn)物化化學(xué)的意意義藍(lán)色藥物物：海洋生物物（20萬(wàn)）、礦礦產(chǎn),2萬(wàn)多種：：螺旋藻藻、海源源石綠色藥物物：蜂膠、銀銀杏制劑劑基因藥物物：牛、羊羊乳汁微生物藥藥物：抗生素耐耐藥性的的發(fā)展及及新病原原體的不不斷出現(xiàn)現(xiàn).四種藥物物成為21世紀(jì)的“新星”五、天然然產(chǎn)物發(fā)發(fā)展動(dòng)向向研究方法法和手段段向高、、新方向向發(fā)展偏重資源源開(kāi)發(fā)的的實(shí)用化化基于生物物技術(shù)的的天然產(chǎn)產(chǎn)物化學(xué)學(xué)研究中藥及天天然藥物物化學(xué)的的研究現(xiàn)現(xiàn)狀及發(fā)發(fā)展前景景眾所周知知，從“神農(nóng)嘗嘗百草””至今，中中華民族族幾千年年來(lái)之所所以能夠夠繁衍昌昌盛、綿綿延不斷斷，靠的的就是中中醫(yī)中藥藥。中醫(yī)醫(yī)中藥在在臨床應(yīng)應(yīng)用了幾幾千年，，其療效效經(jīng)過(guò)了了實(shí)踐的的檢驗(yàn)，，并成為為世界文文化的一一朵奇葩葩。但是由于生產(chǎn)工藝比比較落后，，質(zhì)量監(jiān)控控亟待改進(jìn)進(jìn)，特別是中中醫(yī)獨(dú)特的的哲學(xué)思想想使一般西西方人難以以理解，成成為中藥產(chǎn)產(chǎn)品在全世世界進(jìn)一步步推廣發(fā)展展的嚴(yán)重障障礙。所以以，新藥研研究與開(kāi)發(fā)發(fā)成為當(dāng)今今十分重要要和緊迫的的課題。中藥和和天然然藥物物的研研究方方面仍仍然存存在很很多問(wèn)問(wèn)題（l）某些些化學(xué)學(xué)家只只對(duì)新新化合合物有有興趣趣。迄迄今所所研究究過(guò)的的中藥藥中，，只有有很小小的百百分比比是為為了研研究活活性化化合物物；（2）即便便是通通過(guò)活活性追追蹤方方法研研究的的中藥藥，通通常也也只是是利用用一種種類型型的活活性篩篩選模模型，，無(wú)法法反應(yīng)應(yīng)中藥藥的綜綜合藥藥理作作用。。（3）大多多數(shù)中中藥民民間常常用以以水煎煎方式式進(jìn)行行口服服，然然而化化學(xué)工工作者者較少少注意意進(jìn)行行水溶溶性成成分的的研究究；（4）中藥多多作為復(fù)復(fù)方形式式在臨床床配伍應(yīng)應(yīng)用，但但中藥復(fù)復(fù)方發(fā)揮揮作用的的物質(zhì)基基礎(chǔ)及其其組方原原理基本本上還沒(méi)沒(méi)有作為為天然藥藥物化學(xué)學(xué)的研究究課題。。中藥和天天然藥物物的研究究方面仍仍然存在在很多問(wèn)問(wèn)題（5）中藥有有著多方方面的藥藥理作用用，且一一般通過(guò)過(guò)調(diào)節(jié)人人體的整整體平衡衡發(fā)揮療療效。但但迄今為為止，在在追蹤活活性成分分時(shí)，人人們多只只采用單單一的活活性篩選選體系。。因此很很難說(shuō)得得到的所所謂“活性成分分”是代表中中藥臨床床療效的的真正的的活性成成分。中藥和天天然藥物物的研究究方面仍仍然存在在很多問(wèn)問(wèn)題（6）人體內(nèi)內(nèi)源性環(huán)環(huán)境對(duì)中中藥化學(xué)學(xué)成分的的影響也也很少考考慮或幾幾乎不予予考慮。。因此，，所得到到的“活性化合合物”可能是真真正的活活性成分分，也很很有可能能僅僅是是前體藥藥物。中藥和天天然藥物物的研究究方面仍仍然存在在很多問(wèn)問(wèn)題（7）從中藥藥成天然然藥物中中得到的的活性成成分，往往往未做做進(jìn)一步步的結(jié)構(gòu)構(gòu)修飾或或者結(jié)構(gòu)構(gòu)改造，，并就結(jié)結(jié)構(gòu)—活性相關(guān)關(guān)問(wèn)題進(jìn)進(jìn)行深入入探討，，對(duì)創(chuàng)新新藥物的的貢獻(xiàn)不不大。研研究成果果也未能能更好地地用于指指導(dǎo)中藥藥制劑的的標(biāo)準(zhǔn)化化、規(guī)范范化，對(duì)對(duì)推動(dòng)中中藥現(xiàn)代代化起的的作用不不大。中藥和天天然藥物物的研究究方面仍仍然存在在很多問(wèn)問(wèn)題中國(guó)中藥藥及天然然藥物化化學(xué)研究究的發(fā)展展趨勢(shì)及及展望（l）化學(xué)家家將更多多注意研研究活性性成分，，如：活活性成分分的研究究將取代代一般化化學(xué)成分分研究；；比起對(duì)對(duì)發(fā)現(xiàn)新新結(jié)構(gòu)來(lái)來(lái)說(shuō)，將將更多注注意發(fā)現(xiàn)現(xiàn)新的活活性；將將會(huì)更多多注意水溶性及及醇溶性性成分的研研究；生物活性性跟蹤分分離方法法將成為研研究天然然活性成成分的主主流；（2）為了得得到真正正的活性性成分，，將采用用多指標(biāo)活活性篩選選體系，并且化化學(xué)成分分的體內(nèi)內(nèi)代謝也也應(yīng)給予予更多考考慮；（3）將更多多注意人體內(nèi)源源性環(huán)境境對(duì)中藥化化學(xué)成分分的影響響（4）中藥復(fù)方方化學(xué)成成分的研究也也將提到到議事日日程；中藥及天天然藥物物活性成成分研究究得到的的成果將將不只是是提供用用作研究究開(kāi)發(fā)新新藥的先先導(dǎo)化合合物，還還將為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)提取取物的制制備提供供科學(xué)的的基礎(chǔ)。。中國(guó)中藥藥及天然然藥物化化學(xué)研究究的發(fā)展展趨勢(shì)及及展望Thanks！9、靜靜夜夜四四無(wú)無(wú)鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Friday,December23,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹(shù)樹(shù)，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。15:22:5615:22:5615:2212/23/20223:22:56PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見(jiàn)頻。。。12月-2215:22:5715:22Dec-2223-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。15:22:5715:22:5715:22Friday,December23,202213、乍見(jiàn)翻翻疑夢(mèng)，，相悲各各問(wèn)年。。。12月-2212月-2215:22:5715:22:57December23,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青青山。。23十二月月20223:22:57下午15:22:5712月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月223:22下下午12月-2215:22December23,202216、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2022/12/2315:22:5715:22:5723December202217、做前，能夠夠環(huán)視四周；；做時(shí)，你只只能或者最好好沿著以腳為為起點(diǎn)的射線線向前。。3:22:57下午3:22下下午15:22:5712月-229、沒(méi)有失敗敗，只有暫暫時(shí)停止成成功！。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒(méi)有。。。15:22:5715:22:5715:2212/23/20223:22:57PM11、成成功功就就是是日日復(fù)復(fù)一一日日那那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月月-2215:22:5715:22Dec-2223-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿滿，留一份份不足，可可得無(wú)限完完美。。15:22:5715:22:5715:22Friday,December23,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2215:22:5715:22:57December23,202214、意志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)的人人能把世世界放在在手中像像泥塊一一樣任意意揉捏。。23十十二月20223:22:57下午午15:22:5712月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門(mén)門(mén)九派派通。。。。。十二月月223:22下下午午12月月-2215:22December23,202216、少年十五五二十時(shí)，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/2315:22:5715:22:5723December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來(lái)秋。。。3:22:57下下午3:22下下午15:22:5712月-229、楊柳散和風(fēng)風(fēng)，青山澹吾吾慮。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、閱讀一切好好書(shū)如同和過(guò)